Архітектура платформи Microsoft .NET

Microsoft.NET Framework – это платформа для создания, развертывания и запуска web-сервисов и приложений. Она представляет высокопроизводительную, основанную на стандартах, многоязыковую среду, которая позволяет интегрировать существующие приложения с применениями и сервисами следующего поколения, а также решать задачи развёртывания и использования интернет-приложений.

Концепция Microsoft.NET – целостный взгляд на новую эпоху в развитии информационных систем и Интернета, когда самые разные программные приложения доставляются пользователями как сервисы, взаимодействуют между собой в соответствии с конкретными потребностями бизнеса, доступны на самых разных устройствах от высокопроизводительного кластера до мобильного телефона, имеют понятный и полностью адаптирующийся к потребностям каждого пользователя интерфейс. Официальный старт платформы Microsoft.NET состоялся 13 февраля 2002 года. В этот день на грандиозной презентации в Сан-Франциско были представлены рабочие версии двух ключевых элементов платформы:

Структура и логика работы платформы Microsoft.NET представлена на рисунке 3.1.

На верхнем уровне архитектуры.NET находится совершенно новое средство разработки под названием Visual Studio.NET(VS.NET),которое делает возможным быструю разработку различных приложений и веб-сервисов. VS.NET представляет собой интегрированную среду разработки (Integrated Development Environment, IDE), поддерживающею четыре различных языка и такие средства, как межъязыковая отладка и редактор XML-схем, при этом каждый язык взаимодействует с.NET Framework через общий языковый интерфейс.

В центре.NET располагается Microsoft.NET Framework, который фактически представляет собой единую среду исполнения программ и поддержки их разработки, в которой собраны базовые классы для всех языков программирования, реализованные в виде библиотеки ядра System, а также большого числа специализированных библиотек. Над ними располагается набор средств формирования исполняемых модулей различного типа, единый для разных языков.

На нижнем уровне находится собственно операционная система, поверх которой и функционирует Microsoft.NET Framework

С одной стороны, такой механизм позволил достаточно просто подключать к рассматриваемой среде различные языки. В настоящее время о создании таких средств COBOL, FORTRAN, Perl и т.п. объявил целый ряд независимых разработчиков. В тоже время почти у всех этих инструментов есть альтернативные варианты среды, которые работают вне VS.NET и напрямую взаимодействуют с.NET Framework.

С другой стороны, такая унификация автоматически нивелировала функциональные возможности разных языков, в значительной степени сводя проблемы выбора конкретного инструмента к приверженности людей к тому или иному синтаксису.

Microsoft.NET поддерживает не только языковую независимость, но и языковую интеграцию. Это означает, что разработчик может наследовать от классов, обрабатывать исключения и использовать преимущества полиморфизма при одновременной работе с несколькими языками. Платформа.NET Framework предоставляет такую возможность с помощью спецификации CTS (Common Type System — общая система типов), которая полностью описывает все типы данных, поддерживаемые средой выполнения, определяет, как одни типы данных могут взаимодействовать с другими и как они будут представлены в формате метаданных.NET. Например, в.NET любая сущность является объектом какого-нибудь класса, производного от корневого класса System.Object. Спецификация CTS поддерживает такие общие понятия, как классы, делегаты (с поддержкой обратных вызовов), ссылочные и размерные типы.

Важно понимать, что не во всех языках программирования.NET обязательно должны поддерживаться все типы данных, которые определены в CTS. Спецификация CLS (Common Language Specification — общая языковая спецификация) устанавливает основные правила, определяющие законы, которым должны следовать все языки: ключевые слова, типы, примитивные типы, перегрузки методов и т. п. Спецификация CLS определяет минимальные требования, предъявляемые к языку платформы.NET. Компиляторы, удовлетворяющие этой спецификации, создают объекты, способные взаимодействовать друг с другом. Любой язык, соответствующий требованиям CLS, может использовать все возможности библиотеки FCL (Framework Class Library — библиотека классов платформы). CLS позволяет и разработчикам, и поставщикам, и производителям программного обеспечения не выходить за пределы общего набора правил для языков, компиляторов и типов данных.

Платформа.NET Framework является надстройкой над операционной системой, в качестве которой может выступать любая версия Windows.

Собственно.NET Framework состоит из трёх основных частей:

- среда выполнения программ CLR (Common Language Runtime - общеязыковая среда выполнения), в которой выполняются объекты, построенные на этой платформе;

- иерархическое множество унифицированных библиотек классов FCL(Framework Class Labrary) для построения Web-служб и приложений, работающих в Windows и в Интернете;

- Отношения архитектурных компонентов платформы.NET Framework с концептуальной точки зрения представлены на рисунке 3.2.

Самым важным компонентом платформы.NET Framework является CLR (Common Language Runtime), предоставляющая среду, в которой выполняются программы. Главная ее роль заключается в том, чтобы обнаруживать и загружать типы.NET и производить управление ими в соответствии с полученными командами. CLR включает в себя виртуальную машину, во многих отношениях аналогичную виртуальной машине Java. На верхнем уровне среда активизирует объекты, производит проверку безопасности, размещает объекты в памяти, выполняет их, а также запускает сборщик мусора.

Под сборкой мусора понимается освобождение памяти, занятой объектами, которые стали бесполезными и не используются в дальнейшей работе приложения. В ряде языков программирования (например, C/C++) память освобождает сам программист, в явной форме отдавая команды как на создание, так и на удаление объекта. В этом есть своя логика. Однако в CLR задача сборки мусора и другие вопросы, связанные с использованием памяти решается в нужное время и в нужном месте исполнительной средой, ответственной за выполнение вычислений.

На на рис.3.2. над уровнем CLR находится набор базовых классов платформы, над ним расположены слой классов данных и XML, а также слой классов для создания Web-служб (Web Services), Web- и Windows-приложений (Web Forms и Windows Forms). Собранные воедино, эти классы известны под общим именем FCL (Framework Class Library). Это одна из самых больших библиотек классов в истории программирования. Она открывает доступ к системным функциям, включая и те, что прежде были доступны только через API Windows, а также к прикладным функциям для Web-разработки (ASP.NET), доступа к данным (ADO.NET), обеспечения безопасности и удаленного управления. Имея в своем составе большое количество классов, библиотека FCL способствует быстрой разработке настольных, клиент-серверных и других приложений и Web-служб.

Набор базовых классов платформы — нижний уровень FCL — не только прячет обычные низкоуровневые операции, такие как файловый ввод/вывод, обработка графики и взаимодействие с оборудованием компьютера, но и обеспечивает поддержку большого количества служб, используемых в современных приложениях таких как управление безопасностью, поддержка сетевой связи, управление вычислительными потоками, работа с отражениями и коллекциями и т. д..

Над этим уровнем находится уровень классов, которые расширяют базовые классы с целью обеспечения управления данными и XML. Классы данных позволяют реализовать управление информацией, хранящейся в серверных базах данных. В число этих классов входят классы SQL (Structured Query Language, язык структурированных запросов), дающие программисту возможность обращаться к долговременным хранилищам данных через стандартный интерфейс SQL. Кроме того, набор классов, называемый ADO.NET, позволяет оперировать постоянными данными. Платформа.NET Framework поддерживает также целый ряд классов, позволяющих манипулировать XML-данными и выполнять поиск и преобразования XML.

Базовые классы, классы данных и XML расширяются классами, предназначенными для построения приложений на основе трех различных технологий: Web Services (Web-службы), Web Forms (Web-формы) и Windows Forms (Windows-формы). Web-службы включают в себя ряд классов, поддерживающих разработку облегченных распределяемых компонентов, которые могут работать даже с брандмауэрами и программами трансляции сетевых адресов (NAT). Поскольку Web-службы применяют в качестве базовых протоколов связи стандартные протоколы HTTP и SOAP, эти компоненты поддерживают в киберпространстве подход "Plug & Play".

Инструментальные средства Web Forms и Windows Forms позволяют применять технику RAD (Rapid Application Development — быстрая разработка приложений) для построения Web- и Windows-приложений. Эта техника сводится к перетаскиванию элементов управления с панели инструментов на форму, двойному щелчку по элементу и написанию кода, который обрабатывает события, связанные с этим элементом.

Основные NET- технологии можно представить следующими ключевыми технологиями:

ASP.NET - компонентная версии ASP, называемая ASP.NET, это эволюция ASP в.NET. ASP.NET представляет собой полнофункциональ-ную платформу для создания сложных серверных веб-приложений. Неотъемлемой частью ASP.NET являются технологии Web-Forms и Web-Services. Сегодня ASP.NET пользуется небывалой популярностью, но с выхода первой версии.NET Framework более 12 лет назад появилось совершенно новое направление, составляющее конкуренцию традиционному программированию с использованием ASP.NET, которое получило название ASP.NET MVC

Web-Forms (web-формы) – часть ASP.NET, поддерживающая серверные элементы управления, которые создают пользовательский HTML-интерфейс для программ просмотра и WEB-приложений, включают набор классов, позволяющих быстро разрабатывать веб-приложения с графическим интерфейсом пользователя.

Web-сервисы-XML - приложения, исполняющиеся на web-сервере и представляющееся интернет-клиентам набором функций API или web-методов, включают ряд классов, поддерживающих разработку облегченных распределенных компонентов, которые могут быть применены с использованием стандартных Интернет-протоколов в различных WEB-приложениях. XML – расширенный язык разметки. Представляет универсальный способ для описания и обмена структурированной информацией, независимо от приложений и разработчиков, используется для обмена данными между web-сервисами и клиентами.

Windows Forms – функциональная библиотека Windows для построения клиентских приложений, которая поддерживает набор классов, позволяющий разрабатывать обычные Windows-приложения, обеспечивая простую разработку графических интерфейсов, общий совместимый интерфейс для многих языков программирования. Набор классов содержится в пространстве имён System.Windows.Forms.

ADO.NET - набор средств и слоев, позволяющих приложению легко управлять и взаимодействовать со своим файловым или серверным хранилищем данных. ADO.NET – естественное развитие ADO. ADO(Active X Data Objects)- механизм доступа к БД, на платформах Microsoft, представляет собой набор COM – объектов, доступ к данным которых обеспечивают OLE-DB-провайдеры. ADO.NET снимает ограничения на обмен данными, используя XML в качестве формата.

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: